Il destino dell'Antartide su un filo, o il duplice ruolo delle nuvole nel riscaldamento globale

shutterstock_788233975.jpg

Poiché le ondate di calore ci ricordano sempre più che il riscaldamento globale sta già influendo sulla nostra vita quotidiana, i modelli climatici lo indicano maggiore è il riscaldamento globale, maggiori saranno i cambiamenti in Antartide. Questo è importante, perché lo scioglimento della calotta glaciale antartica è attualmente una delle principali cause dell'innalzamento del livello del mare.

Ma, come un funambolo, il futuro dell'Antartide è incerto: l'equilibrio potrebbe inclinarsi in un modo o nell'altro, a seconda che lo scioglimento della calotta polare o l'accumulo di neve diventino predominanti.

La nostra nuovo studio, attualmente in fase di pubblicazione, mostra che le nuvole sono un'importante fonte di incertezze, oltre a quelle che già conosciamo. In determinate condizioni, le nubi potrebbero aumentare notevolmente lo scioglimento superficiale, e causare una rapida destabilizzazione della calotta glaciale antartica, attaccandola dalla superficie (e aggiungendosi allo scioglimento dal basso, a causa della riscaldamento degli oceani. Nel "migliore" caso, rallenterebbe un po' lo scioglimento del ghiaccio antartico fungendo da "ombrellone" e favorendo l'accumulo di neve.

Molte incognite

Nella scienza del clima, ci sono molte fonti di incertezza, nel cambiamento climatico stesso, ma anche nel modo in cui i modelli rappresentano il clima. È quindi particolarmente complicato prevedere lo scioglimento dell'Antartide associato a un aumento della temperatura.

Queste incertezze rendono anche difficile stabilire strategie politiche volte a definire un obiettivo di massimo riscaldamento (come quelli degli accordi di Parigi ad esempio), in base ai tassi di riscaldamento e ai rischi associati desunti da osservazioni e modelli.

Le nuvole svolgono un duplice ruolo

Oltre a portare umidità e precipitazioni nel continente antartico (il cui centro è un deserto molto secco), le nuvole influiscono sull'energia disponibile per raffreddare o riscaldare la superficie.

Nelle regioni polari, la neve bianca al suolo riflette l'energia solare verso lo spazio, in particolare le lunghezze d'onda corte, ed in particolare il visibile. Finché la neve è bianca e non si scioglie, l'energia del sole viene solo leggermente assorbita dalla superficie. Ma non appena si scioglie, questo effetto diminuisce e la superficie assorbe l'energia solare.

[Quasi 70 lettori si affidano alla newsletter di The Conversation per comprendere meglio i principali problemi del mondo. Iscriviti oggi.]

Poiché sono bianche, le nuvole riflettono parte dell'energia solare nello spazio. Quando ci sono nuvole, più energia viene rimandata nello spazio rispetto a quando non ce ne sono: esse hanno poi l'effetto di un parasole e limitano l'energia solare che raggiunge la superficie terrestre.

Diagramma che spiega i due effetti delle nuvole: effetto ombrellone ed effetto serra
Comprendere l'effetto delle nuvole nell'effetto serra: da un lato, le nuvole possono fungere da parasole e limitare la radiazione visibile del sole che raggiunge l'atmosfera; ma possono anche inviare la radiazione infrarossa che emette sulla Terra.
Christoph Kettel, Fornito dall'autore

La neve sulla superficie dell'Antartide, il cui comportamento ricorda un "corpo nero", emette radiazioni infrarosse verso lo spazio. In assenza di nuvole, la radiazione infrarossa emessa dalla superficie viene dispersa nello spazio. Ma quando ci sono nuvole, possono assorbire parte di questa energia ed emetterla a loro volta verso la superficie. Questa energia infrarossa emessa dalle nuvole ha l'effetto di riscaldare la superficie. Questo principio si può facilmente osservare qui in inverno: fa sempre molto più freddo di notte quando non ci sono nuvole rispetto a quando ci sono.

L'energia emessa dalle nuvole verso la superficie aumenta l'energia disponibile per sciogliere la calotta glaciale antartica. È simile all'effetto dei gas serra. Inoltre, l'acqua nelle sue varie forme lo è responsabile del 75% dell'effetto serra.

A seconda delle condizioni, le nuvole possono quindi raffreddare la superficie, tramite l'effetto parasole, e riscaldarla, tramite l'effetto serra.

Il futuro dell'Antartide

La legge di Clausius-Clapeyron mette in relazione il contenuto di umidità dell'aria con la temperatura. La relazione è abbastanza semplice: più calda è l'aria, più umidità contiene. Ciò aumenta la quantità di nuvole e, infine, le nevicate in Antartide. L'effetto ombrellone aumenterà, ma anche la potenza dell'effetto serra. È l'equilibrio tra questi effetti antagonisti che determinerà il ruolo delle nuvole.

Questo equilibrio dipende dalle proprietà delle nuvole. Ad esempio, quelli contenenti acqua liquida inducono un maggiore effetto serra, mentre quelli contenenti ghiaccio e neve hanno un maggiore effetto parasole.

A causa del riscaldamento globale, la neve in Antartide si scioglierà. Questo attiverà un ulteriore processo che influenzerà il bilancio energetico: quando si scioglie, la neve diventa più scura e riflette meno energia diretta dal sole (diciamo che il suo albedo diminuisce). Si assorbe di più e si scioglie di più. È un ciclo di feedback positivo che diventa più forte nel tempo. A seconda dell'effetto predominante delle nuvole, queste possono rallentare un po' il feedback positivo (effetto ombrello) o accentuarlo fortemente.

Diagramma del ciclo di feedback tra lo scioglimento della neve e l'albedo

Secondo il nostro studio, una delle maggiori fonti di incertezza nelle proiezioni è sapere quali nuvole diventeranno più frequenti in futuro e quindi in quale direzione penderà l'equilibrio. Tutte le proiezioni suggeriscono un aumento delle nuvole con forte effetto serra (contenenti acqua liquida) con le conseguenze di un aumento dello scioglimento, ma in proporzioni diverse, che porta ad una grande incertezza nelle proiezioni sulle quantità di ghiaccio sciolto.

Come si inserisce una nuvola in un modello climatico?

Un modello climatico è un insieme di equazioni matematiche delle leggi fisiche dell'atmosfera. A queste equazioni si aggiungono parametrizzazioni per rappresentare processi per i quali non abbiamo (ancora) leggi fisiche. E tra questi processi ci sono la formazione delle nuvole e la loro trasformazione in precipitazioni. È sulla parametrizzazione delle nuvole che i modelli divergono maggiormente e dove l'incertezza è maggiore. Tipicamente, la maggior parte dei modelli climatici ha difficoltà a rappresentare le nuvole nelle regioni polari.

Aumentando lo scioglimento, le nuvole potrebbero consentire il raggiungimento dei punti di non ritorno portando alla distruzione delle piattaforme di ghiaccio che stabilizzano l'Antartide. Anche queste stesse nuvole hanno contribuito notevolmente al recente record di temperatura nell'Antartide orientale e il loro ruolo potrebbe essere ancora più decisivo in futuro. Tuttavia, sono ancora molto scarsamente rappresentati dai modelli climatici. Nessuna proiezione è più probabile di un'altra, ma ci sono tutte le indicazioni che maggiore è il riscaldamento, maggiore è la probabilità di raggiungere punti di non ritorno.

Cristoph Kittel, Ricercatore post-dottorato in climatologia, Grenoble Alpes University (UGA)

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.

Credito immagine: Shutterstock.com/robert mcgillivray


Articoli recenti >

Messico: almeno dieci morti per il crollo del tetto della chiesa durante la messa

icona dell'orologio delineata in grigio

Notizie recenti >